潤滑性粒子を有するめっき材料、その製造方法およびそれを用いた電気・電子部品
【課題】摺動型や回転型の接点、スイッチなどの電気・電子部品として好適な導電性、強度、耐磨耗性に優れ、しかも接触信頼性が良好であるめっき材料を提供する。
【解決手段】導電性基材１の表面に、銀または銀合金からなる表面めっき層２が形成され、当該表面めっき層２の少なくとも表層部に潤滑性粒子３を有するめっき材料を得る。好ましくは、前記表面めっき層２が、前記潤滑性粒子３を分散した複合めっき層を有する。また、このめっき材料を用いて、摺動型や回転型の接点、スイッチなどの電気・電子部品を得る。
【解決手段】導電性基材１の表面に、銀または銀合金からなる表面めっき層２が形成され、当該表面めっき層２の少なくとも表層部に潤滑性粒子３を有するめっき材料を得る。好ましくは、前記表面めっき層２が、前記潤滑性粒子３を分散した複合めっき層を有する。また、このめっき材料を用いて、摺動型や回転型の接点、スイッチなどの電気・電子部品を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はめっき材料とその製造方法、そのめっき材料を用いた電気・電子部品に関する。更に詳しくは、摺動性や耐摩耗性に優れ、例えば摺動型や回転型の接点・スイッチの材料として好適なめっき材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅（Ｃｕ）やＣｕ合金などからなる導電性基材の上に、銀（Ａｇ）またはＡｇ合金からなるめっき層を設けた材料は、基材の優れた導電性や強度と、ＡｇまたはＡｇ合金の良好な電気接触特性とを兼ね備えた高性能導体として知られており、各種の接点やスイッチなどに広く用いられている。
【０００３】
このような材料としては、基材の上に直接、あるいはＣｕまたはニッケル（Ｎｉ）などの下地めっきを施した上に、ＡｇまたはＡｇ合金のめっきを表面めっき層として施して製造したものが用いられている。この下地層は、基材成分（Ｃｕや亜鉛（Ｚｎ）などの合金成分）が表面のＡｇまたはＡｇ合金へ拡散することを抑制するために設けられるものである。
下地層がＮｉまたはＮｉ合金からなる場合には、基材上のめっき皮膜の硬度を増加させて摺動性を良好とする効果もあり、下地めっきとして好適である。
【０００４】
近年では、自動車用途に代表されるように電気・電子部品への通電量の増大や高負荷での使用が増加しており、それに伴い接点やスイッチにはこれまで以上の電気的な接触信頼性が要求されるようになっている。
【０００５】
しかしながら、Ａｇめっき皮膜は硬度があまり高くなく、摺動や回転に伴う削れや磨耗によりＡｇめっき層の厚みは減少していく。Ａｇめっき層の厚みの減少が進み、ついには消失した場合、Ｎｉめっき等の下地層やＣｕやステンレス（ＳＵＳ）等の基材が表面に露出する。このような状態においては、さらなる摺動や回転により下地層や基材の酸化物が形成され、その結果、接触抵抗が上昇して相手材との接触信頼性を喪失してしまう。
【０００６】
このような問題は、Ａｇめっき層の厚みを厚くして、めっき層消失までの時間を長くすることで解消できる。しかしながら、そのようなめっき材料では、生産性の低下やコストの上昇が避けられないという問題が生じる。
【０００７】
また、Ａｇめっき層に導電性のグリースを塗布することも摺動・回転時の磨耗抑制には効果がある。しかしながら、静止状態においては接触抵抗が低く安定しているものの、摺動・回転時や高温環境下においてはグリースの劣化や固化により接触抵抗が上昇しやすく、接触信頼性に劣る問題がある。
【０００８】
この他に、上記の要望に応える別のめっき材料としては、Ａｇに他の金属元素、例えばアンチモン（Ｓｂ）やセレン（Ｓｅ）などを添加したＡｇ合金めっき（硬質Ａｇめっき）があげられる。このようなＡｇ合金めっきでは、Ａｇめっきと比べてめっき皮膜の硬度が増して耐磨耗性が向上するので、摺動用途において多く使用されている。
【０００９】
しかしながら、Ａｇ以外の元素を含有する合金においては導電性が低下するため、通電量の増加に対しては接触信頼性の点からは好ましくない。また、Ａｇ合金めっきに用いるＳｂやＳｅなどの金属元素は人体に対する有毒性を有しており、製造時や廃棄後における環境負荷の面からは好ましくない。
【００１０】
これまで、ＡｇまたはＡｇ合金からなるめっき層の摺動性を高めるために、様々な方法が提案されている。例えば、摺動性を改善するために、Ａｇめっき層中にセラミックやフッ素樹脂などの硬質粒子を分散させる方法が開示されている。（特許文献１、２）
この方法で形成されたＡｇめっき層の場合、Ａｇの磨耗に伴い硬質粒子が表層に露出した際に、硬質粒子の導電性が低いために接触抵抗が大きく上昇する問題が生じる。
【００１１】
また、摺動性を高める別の方法として、Ａｇめっき層中にグラファイトを分散させる方法が開示されている。（特許文献３、４、５）
この方法で形成されたＡｇめっき層の場合、Ａｇの磨耗に伴いグラファイトが表層に露出した際に、グラファイト自体の導電性は金属並みであるものの、めっき層中におけるグラファイトの配向が不規則であるため、接点における接触面積が減少することにより、接触抵抗が上昇してしまう。
【００１２】
このように、表面にＡｇまたはＡｇ合金からなるめっき層を形成した従来のめっき材料の場合、その耐磨耗性と導電性との両立が困難であるという問題があった。
【特許文献１】特開昭６１−１０１９１９号公報
【特許文献２】特表２０００−５０８３７９号公報
【特許文献３】特開平４−１２６３１４号公報
【特許文献４】特開平９−３２６２２７号公報
【特許文献５】特開平１１−１４９８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、導電性、強度、耐磨耗性に優れ、しかも接触抵抗が上昇しにくい接触信頼性が良好であるめっき材料の提供を目的とする。また、摺動性や耐磨耗性に優れ、接触信頼性の高い接点やスイッチなどの材料として好適なめっき材料の提供を目的とする。
更に、本発明は、上記しためっき材料の製造方法、およびそのめっき材料を用いた電気・電子部品、例えば摺動型や回転型の接点、スイッチの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記した目的を達成するために、本発明においては、以下のめっき材料、電気・電子部品、および摺動型または回転型の接点またはスイッチにより上記した目的を達成した。
すなわち、本発明は、
（１）導電性基材の表面に、ＡｇまたはＡｇ合金からなる表面めっき層が形成され、当該表面めっき層の少なくとも表層部に潤滑性粒子を有することを特徴とするめっき材料、
（２）前記表面めっき層が、前記潤滑性粒子を分散した複合めっき層を有することを特徴とする（１）項に記載のめっき材料、
（３）前記複合めっき層が、外表面に近いほど前記潤滑性粒子の分散濃度が高いことを特徴とする（２）項に記載のめっき材料、
（４）前記潤滑性粒子が、潤滑剤を内包するカプセルであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のめっき材料、
（５）前記潤滑剤を内包するカプセルの粒径が、３μｍ以下であることを特徴とする（４）項に記載のめっき材料、
（６）前記潤滑剤を内包するカプセルの複合めっき層中における共析量が１〜３０体積％であることを特徴とする（４）項記載のめっき材料、
（７）前記表面めっき層の表層部に、前記潤滑性粒子に加えて耐硫化性粒子を有することを特徴とする（４）〜（６）のいずれか１項に記載のめっき材料、
（８）前記導電性基材と前記表面めっき層の間に、少なくとも１層の下地層を有することを特徴とする（１）〜（７）のいずれか１項に記載のめっき材料、
（９）前記下地層は、銅、ニッケル、コバルト、もしくは鉄、またはこれらの元素を含む合金からなる層が少なくとも１層設けられて構成されたことを特徴とする（８）項に記載のめっき材料、
（１０）前記下地層の厚さが０．１〜２μｍであることを特徴とする（８）項記載のめっき材料、
（１１）前記表面めっき層の厚さが０．５μｍ以上であることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれか１項に記載のめっき材料、
（１２）銀または銀合金に潤滑性粒子を分散した複合めっき層を、電気めっきにより形成することを特徴とするめっき材料の製造方法、
（１３）（１）〜（１１）のいずれか１項に記載のめっき材料を用いて形成される、電気・電子部品、および
（１４）（１）〜（１１）のいずれか１項に記載のめっき材料を用いて形成される、摺動型または回転型の接点またはスイッチ
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上の説明で明らかなように、本発明のめっき材料はＡｇまたはＡｇ合金からなる表面めっき層の表層部に潤滑性粒子を有しており、表面めっき層の表層部において潤滑性を付与することにより潤滑性を高めて耐磨耗性の向上を図り、しかも接触信頼性が良好であるめっき材料である。
このような特性を有しているため、例えば電気・電子部品の摺動型や回転型の接点・スイッチの材料として好適なめっき材料である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のめっき材料は、ＡｇまたはＡｇ合金からなる表面めっき層が形成され、その少なくとも表層部に潤滑性粒子を有するものである。
【００１７】
本発明のめっき材料の好ましい実施態様は、図１及び２の概略断面図で示したように、導電性基材１の上に形成された表面めっき層２の表層部に、潤滑性粒子３を分散した複合めっき層を有するものである。ここで、表層部とは、その範囲が特に限定されるものではないが、外表面から表面めっき層２全体の５０％未満の厚さの部分であることが好ましく、外表面から表面めっき層２全体の３０％未満の厚さの部分であることがさらに好ましい。
【００１８】
図１は、表面めっき層２の全体が潤滑性粒子３を分散した複合めっき層である場合の模式図である。また、図２は、表面めっき層２の外表面近くで潤滑性粒子３の分散濃度が高い複合めっき層となる場合の模式図である。
なお、導電性基材１と表面めっき２層との間には、図３の概略断面図に示すように必要に応じて下地層４を少なくとも１層形成してもよい。
【００１９】
導電性基材１の材料は格別限定されるものではなく、例えば接続コネクタとしての用途を考慮し、要求される機械的強度、耐熱性、導電性に応じて、例えば、純銅；リン青銅、黄銅、洋白、ベリリウム銅、コルソン合金のような銅合金；純鉄；ステンレス鋼のような鉄合金；各種のニッケル合金；Ｃｕ被覆材料やＮｉ被覆材料のような複合材料などから適宜に選定すればよい。
また、導電性基材の形状としては、条材や線材などのいずれの形状でもよい。
【００２０】
これらの材料のうち、ＣｕまたはＣｕ合金が好ましい。なお、導電性基材１がＣｕ系材料でない場合は、その表面にＣｕまたはＣｕ合金のめっきを施してから実使用に供すると、めっき膜の密着性や耐食性が更に向上する。
【００２１】
表面めっき層２はＡｇまたはＡｇ合金で形成され、めっき材料としての電気接触特性、耐食性、はんだ付け性を確保するために設けられる。Ａｇ合金としては、例えば、ＡｇにＰｄ、Ｃｕ、Ｓｎの少なくとも１種を含有しているものが好適である。これらのＡｇ合金では、耐磨耗性を向上させることができる。
表面めっき層の厚さは０．５μｍ以上であることが好ましく、１〜５μｍであることがさらに好ましい。
【００２２】
表面めっき層２の表層部に潤滑性粒子を有するめっき材料としては、図１に示すような表面めっき層２を潤滑性粒子３を分散した複合めっき層としたもの、または図２に示すような表面めっき層２を複合めっき層としてその表層近くに潤滑性粒子３の分散濃度が高い複合めっき層としたものとして提供される。
【００２３】
図１に示すような、表面めっき層２の全体を複合めっき層としたものでは、表面めっき層が磨耗するたびに潤滑性粒子３が表層に露出して潤滑性を付与するため、磨耗量を低減して表面めっき層の厚みの全域にわたって耐磨耗性を維持することができる。
このようなめっき材料は、例えば基材１に表面めっき層２を形成する際に、潤滑性粒子を分散したＡｇまたはＡｇ合金めっき液中においてめっきを施すことにより、複合めっき層を形成して得られる。
【００２４】
図２に示すような表面めっき層２の表層近くで潤滑性粒子３の分散濃度が高い複合めっき層となるものでは、表面めっき層と下地層あるいは基材との界面には潤滑性粒子が含まれないため、めっき密着性や導電性に優れる。
このようなめっき材料は、例えば潤滑性粒子を分散したＡｇまたはＡｇ合金めっき液中において基材１に表面めっき層２を施す際に、単一のめっき槽中で撹拌速度や電流密度などのめっき条件を連続的に変化させることや、潤滑性粒子の濃度が異なる複数のめっき槽を用いて連続的にめっきすることにより、潤滑性粒子３の分散濃度が異なる複合めっき層を形成して得られる。
【００２５】
なお、表面めっき層２の表層に存在する潤滑性粒子３がプレス加工等の成型加工や部品加工時に破壊されぬように保護するため、潤滑性粒子３を分散した複合めっき層を形成した後に、表面めっき層の表層に薄い保護層を形成してもよい。保護層としてはＡｇまたはＡｇ合金からなるものが好ましい。
【００２６】
潤滑性粒子３としては、潤滑剤を内包するカプセル、硫化モリブデンのような固体潤滑剤などが挙げられる。潤滑性粒子３の粒径は０．２〜３μｍが好ましく、０．４〜１μｍがさらに好ましい。
潤滑性粒子３としては、潤滑剤を内包するカプセルが好ましい。潤滑剤を内包するカプセルを適用した場合、接点を摺動させるまでは潤滑剤はカプセル内で安定に保存されており、接点の摺動時に表面めっき層２が削れることでカプセルが表層に露出し、さらにカプセルが押し潰されて潤滑剤が放出されることにより、はじめて接点間の接触部に潤滑剤が供給される。
このため、表面めっき層２の表層全面に潤滑剤を塗布する場合と比べて、潤滑剤成分の経時的な品質劣化が抑制されるとともに、潤滑剤の供給量を制御して必要量の潤滑剤を摺動時にのみ放出することができる。
【００２７】
上記潤滑剤を内包するカプセルについては、以下にカプセル外壁の材質や潤滑剤の種類、カプセルの製造方法などの一例を記すが、それに限定されるものではない。
【００２８】
本発明におけるカプセルの外壁を構成する材料は、特に限定されないが、めっき液中で安定して使用できるものとして、耐酸、耐アルカリ性に優れ、めっき液温度（例えば、２０〜９０℃）以上の融点を有する有機高分子を用いることが望ましい。
このような材料としては、例えば、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリスチレン系などの有機高分子が好適である。
【００２９】
本発明におけるカプセルに内包される潤滑剤としては、一般に潤滑剤として使用されている物質を使用することができるが、電気的接続を図る用途で用いられることを考えると、接触抵抗への影響が少ない潤滑剤を用いることが望ましい。
このような潤滑剤としては、例えば、パラフィン系やオレフィン系の鉱物油や合成油、高級アルコールや多価アルコールやエーテル類、高級脂肪酸やそのエステル類、液状または固形ワックスなどから選ぶことができる。
【００３０】
カプセルの形状は、例えば、球状、楕円体状などが挙げられる。
めっき浴中に分散させるカプセルの粒径が大きくなると、めっき皮膜中に安定して分散させることが困難となり、かつ、めっき皮膜中に共析した場合に導電性などのめっき皮膜の特性が低下するため、カプセルの粒径は３μｍ以下であることが好ましい。
ただし、複合めっき層の厚さが３μｍよりも薄い場合には、めっき皮膜中における分散状態やめっき皮膜特性への影響を考慮し、カプセル粒径を１μｍ以下とすることが特に望ましい。
また、上記のカプセルの粒径は、球状以外の形状のもの、例えば、楕円体状のものでは長径を意味する。
【００３１】
マイクロカプセルを製造する技術については、一般に知られている方法を用いることができ、例えば界面重合法、懸濁重合法、分散重合法、液中乾燥法やコアセルベーション法等があげられる。
このうち、めっき皮膜への共析が用意となる微細なカプセルが得やすい、界面重合法や液中乾燥法が好適である。
【００３２】
潤滑剤を内包するカプセルを金属めっき皮膜中に共析させるためには、カチオン系、アニオン系、ノニオン系などの界面活性剤が使用されるが、めっき液中にカプセルを分散して、めっき皮膜中に共析させ得るものであれば、いずれの界面活性剤を使用してもよい。
【００３３】
複合めっき層中における潤滑性粒子（好ましくは上記カプセル）の共析量は、１〜３０体積％の範囲内に設定されていることが好ましい。共析量が少なすぎると潤滑効果が十分に発揮されなくなり、また多すぎる場合には接点部における導電性を阻害するからである。潤滑性と導電性の観点からは共析量が５〜１５体積％であることが好ましい。
本発明においては、複合めっき層中に共析されるカプセルの共析量は、めっき液中のカプセル濃度の他に、電流密度、撹拌速度、界面活性剤の濃度により調節することができる。
【００３４】
潤滑性粒子の他に、表面めっき層の硫化を防止する耐硫化性粒子を共存させることにより、硫化皮膜の形成を防止して接触信頼性の向上が得られる。
この耐硫化性粒子は、潤滑性粒子と別の粒子としてもよく、潤滑性と耐硫化性とを兼ね備えた一つの粒子としてもよい。また、潤滑性粒子と同様に、耐硫化性粒子も耐硫化剤を内包するカプセルとすることが望ましい。
このような耐硫化剤としては、例えば、メルカプタン類やイミダゾール類、チアゾール類のような含硫黄化合物があげられる。
【００３５】
導電性基材１の上部に形成される下地層４は、導電性基材１と表面めっき層２との密着性を向上させるとともに、基材成分が表層側に熱拡散することを防止するバリア層としても機能する。この下地層４に融点が１０００℃以上の高融点金属を用いた場合、一般に接点やスイッチが受ける２００℃以下の熱履歴においては、下地層４は熱拡散を起こしにくく、基材成分が表層側に熱拡散することを有効に防止する。
高融点金属のうち、価格の点やめっき処理が行いやすい点などから、Ｃｕ、Ｎｉ、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）が好適である。また、これらの元素を含む合金めっき層やめっき後に熱処理して合金化した化合物層も同様に有効であり、例えば、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｐ、Ｃｏ−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｆｅなどをあげることができる。
【００３６】
また、下地層４は、必要に応じて成分や特性の異なる層を２層以上積層してもよい。例えば、基材１の上部に第一の下地層としてＮｉ層を設け、その上部に第二の下地層としてＣｕ層を設け、さらにその上部に表面めっき層２を設けることができる。
このようなめっき材料では下地層と表面めっき層の密着性の向上が得られる。
【００３７】
基材成分の熱拡散を防止する目的において、下地層４の厚みは０．１〜２μｍの範囲内に設定されていることが好ましい。この下地層４の厚みが薄すぎると上記効果は十分に発揮されなくなり、また必要以上に厚くしても上記効果が飽和するからである。
上記した基材成分の表層側への拡散防止効果を十分に発揮させるためには、下地層４の厚さは０.２５μｍ以上が望ましい。しかし、厚い場合には成型加工時に加工割れを起こす場合もあるため、加工性を考慮して厚みを１μｍ以下とすることが望ましい。
【００３８】
上記のめっき材料は、電気・電子部品に用いられている従来の金属材料に代えて用いることができ、特に、摺動性や耐磨耗性に優れ、接触信頼性の高いので、摺動型や回転型の接点またはスイッチの材料として好適に用いることができる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明について実施例に基づきさらに詳細に説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
各実施例で作製した各めっき材料について、摩擦係数、接触抵抗、密着性、耐久性、曲げ加工性、耐硫化性の評価を実施した。評価方法は次の通りである。
【００４０】
摩擦係数：
バウデン型摩擦試験機を用いて、導電性基材の表面を摺動させた際の往復１００回摺動後の動摩擦係数を評価した。測定条件は、荷重０．９８Ｎ（１００ｇｆ）、摺動距離１０ｍｍ、摺動速度１００ｍｍ／分とした。相手材は３ｍｍＲの鋼球プローブを用いた。
【００４１】
接触抵抗：
定電流通電時の電圧を測定することにより評価した。先端が５ｍｍＲのＡｇプローブを荷重０．４９Ｎ（５０ｇｆ）で接触させ、１０ｍＡ通電時の電圧を測定し、ｎ＝１０の平均値より接触抵抗を算出した。なお、測定は初期および３５０℃×１時間加熱後に実施した。
【００４２】
密着性：
めっき表面からクロスカットを施し、テープピール試験により評価した。クロスカット後のめっき表面に、粘着テープ（寺岡製作所６３１Ｓ）を貼り付けて引き剥がした際に、めっき皮膜の剥離が見られないものを○、剥離が見られたものを×として評価した。
【００４３】
耐久性：
往復１００回摺動後に、摺動部における基材または下地層の露出が見られるかを評価した。摺動部を４５０倍でマイクロスコープ観察し、基材や下地層の露出が見られないものを○、露出が見られたものを×として評価した。
【００４４】
曲げ加工性：
導電性基材の圧延方向と直角に９０°曲げ（０．２Ｒ）を施し、曲げ部におけるめっき皮膜の割れにより評価した。曲げ部について５００倍でＳＥＭ観察し、めっき皮膜に割れが見られないものを○、割れが見られたものを×として評価した。
【００４５】
耐硫化性：
往復１００回摺動後に硫化試験を行い、摺動部において表面めっき層の変色が見られるかを評価した。硫化試験後に摺動部を４０倍で顕微鏡観察し、変色の見られないものを○、変色が見られたものを×として評価した。
【００４６】
［実施例１］
本発明例１〜１９、比較例１〜７
表１に示す化学成分組成の銅または銅合金を鋳造、圧延、焼鈍を行い厚さ０．２ｍｍの純銅（Ｃ１０２０：基材Ａ）、黄銅（Ｃ２６００：基材Ｂ）、リン青銅（Ｃ５２１０：基材Ｃ）、コルソン系合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ：基材Ｄ）を作製した。これらの基材にめっき前処理として脱脂処理および酸洗処理を順次施し、その後必要に応じて下地層の形成を行い、表面めっき層および複合めっき層の形成を順次施して、めっき材料を作製した。各層を形成する際のめっき条件については表２に、作製しためっき材料については表３に示した。なお、本実施例では、潤滑性粒子を含有しない表面めっき層を単に「表面めっき層」と表記し、潤滑性粒子が分散された表面めっき層である「複合めっき層」とは区別して表記する。
【００４７】
前記脱脂処理は、クリーナー１６０Ｓ（メルテックス社製）を６０ｇ／ｌ含む脱脂液中において、液温６０℃で電流密度２．５Ａ／ｄｍ２の条件で３０秒間カソード電解して行った。また、前記酸洗処理は、硫酸を１００ｇ／ｌ含む酸洗液中に室温で３０秒間浸漬して行った。
【００４８】
複合めっき層の形成においては、表２のＡｇめっき浴に潤滑性粒子を表３に示す共析量に対応させた量を添加しためっき液を用い、同様のめっき条件にてめっきを施した。なお、めっき液中において潤滑性粒子を安定して分散させるために、非イオン性の界面活性剤（ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル）を適宜用いた。
潤滑性粒子としては、界面重合法によりポリアミド系の外壁を形成し、内部にパラフィン系潤滑剤を内包するカプセルを用いた。一部のカプセルでは、潤滑剤に加えて耐硫化剤（２−メルカプトベンゾイミダゾール）を合わせて内包するものとした。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】
なお、複合めっき層の表面からマイクロカプセルが露出した場合には、めっき層表面からカプセル頂点までの高さは、表３における複合めっき層の厚さに含まれない。
【００５３】
作製した各めっき材料について、摩擦係数、接触抵抗、密着性、耐久性、曲げ加工性の評価を実施した。一部のめっき材料においては、摺動後に硫化試験を行い、耐硫化性の評価を実施した。これらの評価結果を表４に示す。
【００５４】
【表４】
【００５５】
表４に示されるように、本発明例のめっき材料はいずれも密着性、耐久性に優れ、しかも摺動性および接触信頼性が良好であった。下地層にＮｉ層を形成した実施例１３〜１５では熱処理後の接触抵抗が低かった。また、耐硫化剤を含む実施例５では耐硫化性に優れていた。
これに対して、表層部に潤滑性粒子を有しない比較例１では、摩擦係数が高く、摺動性に劣るものであった。また、表面めっき層の厚さが薄すぎる比較例２では耐久性、加熱後の接触抵抗が劣るものとなった。マイクロカプセルの粒径が大きすぎる比較例３では接触抵抗値、密着性、耐久性に劣るものとなった。マイクロカプセルの共析量が少なすぎる比較例４では摩擦係数が高く、耐久性に劣るものとなった。マイクロカプセルの共析量が多すぎる比較例５では接触抵抗値、密着性、曲げ加工性に劣るものとなった。下地層の厚さが薄すぎる比較例６では熱処理後の接触抵抗値が下地層を形成しない場合と同程度であった。下地層の厚さが厚すぎる比較例７では曲げ加工性に劣るものであった。
【００５６】
［実施例２］
本発明例２１〜３９、比較例１１〜１８
表１に示す化学成分組成の銅または銅合金を鋳造、圧延、焼鈍を行い厚さ０．２ｍｍの純銅（Ｃ１０２０：基材Ａ）、黄銅（Ｃ２６００：基材Ｂ）、リン青銅（Ｃ５２１０：基材Ｃ）、コルソン系合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ：基材Ｄ）を作製した。これらの基材にめっき前処理として脱脂処理および酸洗処理を順次施し、その後必要に応じて下地層の形成を行い、表２に示したＡｇまたはＡｇ合金のめっき浴に潤滑性粒子を添加しためっき浴中において電流密度を連続的に変化させてめっきを施し、図２に示す複合めっき材料を作製した。各層を形成する際のめっき条件については表２に、作製しためっき材料については表５に示した。
なお、めっき前処理や複合めっきの方法、カプセルの作製方法については実施例１と同様にした。
【００５７】
表５において、複合めっき層におけるカプセルの共析量については、複合めっき層の表層および最下層（下地層または基材との界面付近）における数値を記した。
作製した各めっき材料について、実施例１と同様に摩擦係数、接触抵抗、耐久性、密着性の評価を実施した。一部のめっき材料においては、摺動後に硫化試験を行い、耐硫化性の評価を実施した。これらの評価結果を表６に示す。
【００５８】
【表５】
【００５９】
【表６】
【００６０】
表６に示されるように、本発明例のめっき材料はいずれも密着性、耐久性に優れ、しかも摺動性および接触信頼性が良好であった。下地層にＮｉ層を形成した実施例３３〜３５では熱処理後の接触抵抗が低かった。また、耐硫化剤を含む実施例２５では耐硫化性に優れていた。
これに対して、表層部に潤滑性粒子を有しない比較例１１では、摩擦係数が高く、摺動性に劣るものであった。また、表面めっき層の厚さが薄すぎる比較例１２では耐久性、加熱後の接触抵抗が劣るものとなった。マイクロカプセルの粒径が大きすぎる比較例１３では接触抵抗値、密着性、耐久性に劣るものとなった。マイクロカプセルの共析量が少なすぎる比較例４では摩擦係数が高く、耐久性に劣るものとなった。マイクロカプセルの共析量が多すぎる比較例５では接触抵抗値、密着性、曲げ加工性に劣るものとなった。マイクロカプセルの共析量が表層および最下層で変わらない比較例１６では、密着性、曲げ加工性が劣るものであった。下地層の厚さが薄すぎる比較例１７では熱処理後の接触抵抗値が下地層を形成しない場合と同程度であった。下地層の厚さが厚すぎる比較例１８では曲げ加工性に劣るものであった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のめっき材料の実施態様を示す断面の模式図である。
【図２】本発明のめっき材料の他の実施態様を示す断面の模式図である。
【図３】本発明のめっき材料の他の実施態様を示す断面の模式図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 導電性基材
２ 表面めっき層
３ 潤滑性粒子
４ 下地層
【技術分野】
【０００１】
本発明はめっき材料とその製造方法、そのめっき材料を用いた電気・電子部品に関する。更に詳しくは、摺動性や耐摩耗性に優れ、例えば摺動型や回転型の接点・スイッチの材料として好適なめっき材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅（Ｃｕ）やＣｕ合金などからなる導電性基材の上に、銀（Ａｇ）またはＡｇ合金からなるめっき層を設けた材料は、基材の優れた導電性や強度と、ＡｇまたはＡｇ合金の良好な電気接触特性とを兼ね備えた高性能導体として知られており、各種の接点やスイッチなどに広く用いられている。
【０００３】
このような材料としては、基材の上に直接、あるいはＣｕまたはニッケル（Ｎｉ）などの下地めっきを施した上に、ＡｇまたはＡｇ合金のめっきを表面めっき層として施して製造したものが用いられている。この下地層は、基材成分（Ｃｕや亜鉛（Ｚｎ）などの合金成分）が表面のＡｇまたはＡｇ合金へ拡散することを抑制するために設けられるものである。
下地層がＮｉまたはＮｉ合金からなる場合には、基材上のめっき皮膜の硬度を増加させて摺動性を良好とする効果もあり、下地めっきとして好適である。
【０００４】
近年では、自動車用途に代表されるように電気・電子部品への通電量の増大や高負荷での使用が増加しており、それに伴い接点やスイッチにはこれまで以上の電気的な接触信頼性が要求されるようになっている。
【０００５】
しかしながら、Ａｇめっき皮膜は硬度があまり高くなく、摺動や回転に伴う削れや磨耗によりＡｇめっき層の厚みは減少していく。Ａｇめっき層の厚みの減少が進み、ついには消失した場合、Ｎｉめっき等の下地層やＣｕやステンレス（ＳＵＳ）等の基材が表面に露出する。このような状態においては、さらなる摺動や回転により下地層や基材の酸化物が形成され、その結果、接触抵抗が上昇して相手材との接触信頼性を喪失してしまう。
【０００６】
このような問題は、Ａｇめっき層の厚みを厚くして、めっき層消失までの時間を長くすることで解消できる。しかしながら、そのようなめっき材料では、生産性の低下やコストの上昇が避けられないという問題が生じる。
【０００７】
また、Ａｇめっき層に導電性のグリースを塗布することも摺動・回転時の磨耗抑制には効果がある。しかしながら、静止状態においては接触抵抗が低く安定しているものの、摺動・回転時や高温環境下においてはグリースの劣化や固化により接触抵抗が上昇しやすく、接触信頼性に劣る問題がある。
【０００８】
この他に、上記の要望に応える別のめっき材料としては、Ａｇに他の金属元素、例えばアンチモン（Ｓｂ）やセレン（Ｓｅ）などを添加したＡｇ合金めっき（硬質Ａｇめっき）があげられる。このようなＡｇ合金めっきでは、Ａｇめっきと比べてめっき皮膜の硬度が増して耐磨耗性が向上するので、摺動用途において多く使用されている。
【０００９】
しかしながら、Ａｇ以外の元素を含有する合金においては導電性が低下するため、通電量の増加に対しては接触信頼性の点からは好ましくない。また、Ａｇ合金めっきに用いるＳｂやＳｅなどの金属元素は人体に対する有毒性を有しており、製造時や廃棄後における環境負荷の面からは好ましくない。
【００１０】
これまで、ＡｇまたはＡｇ合金からなるめっき層の摺動性を高めるために、様々な方法が提案されている。例えば、摺動性を改善するために、Ａｇめっき層中にセラミックやフッ素樹脂などの硬質粒子を分散させる方法が開示されている。（特許文献１、２）
この方法で形成されたＡｇめっき層の場合、Ａｇの磨耗に伴い硬質粒子が表層に露出した際に、硬質粒子の導電性が低いために接触抵抗が大きく上昇する問題が生じる。
【００１１】
また、摺動性を高める別の方法として、Ａｇめっき層中にグラファイトを分散させる方法が開示されている。（特許文献３、４、５）
この方法で形成されたＡｇめっき層の場合、Ａｇの磨耗に伴いグラファイトが表層に露出した際に、グラファイト自体の導電性は金属並みであるものの、めっき層中におけるグラファイトの配向が不規則であるため、接点における接触面積が減少することにより、接触抵抗が上昇してしまう。
【００１２】
このように、表面にＡｇまたはＡｇ合金からなるめっき層を形成した従来のめっき材料の場合、その耐磨耗性と導電性との両立が困難であるという問題があった。
【特許文献１】特開昭６１−１０１９１９号公報
【特許文献２】特表２０００−５０８３７９号公報
【特許文献３】特開平４−１２６３１４号公報
【特許文献４】特開平９−３２６２２７号公報
【特許文献５】特開平１１−１４９８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、導電性、強度、耐磨耗性に優れ、しかも接触抵抗が上昇しにくい接触信頼性が良好であるめっき材料の提供を目的とする。また、摺動性や耐磨耗性に優れ、接触信頼性の高い接点やスイッチなどの材料として好適なめっき材料の提供を目的とする。
更に、本発明は、上記しためっき材料の製造方法、およびそのめっき材料を用いた電気・電子部品、例えば摺動型や回転型の接点、スイッチの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記した目的を達成するために、本発明においては、以下のめっき材料、電気・電子部品、および摺動型または回転型の接点またはスイッチにより上記した目的を達成した。
すなわち、本発明は、
（１）導電性基材の表面に、ＡｇまたはＡｇ合金からなる表面めっき層が形成され、当該表面めっき層の少なくとも表層部に潤滑性粒子を有することを特徴とするめっき材料、
（２）前記表面めっき層が、前記潤滑性粒子を分散した複合めっき層を有することを特徴とする（１）項に記載のめっき材料、
（３）前記複合めっき層が、外表面に近いほど前記潤滑性粒子の分散濃度が高いことを特徴とする（２）項に記載のめっき材料、
（４）前記潤滑性粒子が、潤滑剤を内包するカプセルであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のめっき材料、
（５）前記潤滑剤を内包するカプセルの粒径が、３μｍ以下であることを特徴とする（４）項に記載のめっき材料、
（６）前記潤滑剤を内包するカプセルの複合めっき層中における共析量が１〜３０体積％であることを特徴とする（４）項記載のめっき材料、
（７）前記表面めっき層の表層部に、前記潤滑性粒子に加えて耐硫化性粒子を有することを特徴とする（４）〜（６）のいずれか１項に記載のめっき材料、
（８）前記導電性基材と前記表面めっき層の間に、少なくとも１層の下地層を有することを特徴とする（１）〜（７）のいずれか１項に記載のめっき材料、
（９）前記下地層は、銅、ニッケル、コバルト、もしくは鉄、またはこれらの元素を含む合金からなる層が少なくとも１層設けられて構成されたことを特徴とする（８）項に記載のめっき材料、
（１０）前記下地層の厚さが０．１〜２μｍであることを特徴とする（８）項記載のめっき材料、
（１１）前記表面めっき層の厚さが０．５μｍ以上であることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれか１項に記載のめっき材料、
（１２）銀または銀合金に潤滑性粒子を分散した複合めっき層を、電気めっきにより形成することを特徴とするめっき材料の製造方法、
（１３）（１）〜（１１）のいずれか１項に記載のめっき材料を用いて形成される、電気・電子部品、および
（１４）（１）〜（１１）のいずれか１項に記載のめっき材料を用いて形成される、摺動型または回転型の接点またはスイッチ
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上の説明で明らかなように、本発明のめっき材料はＡｇまたはＡｇ合金からなる表面めっき層の表層部に潤滑性粒子を有しており、表面めっき層の表層部において潤滑性を付与することにより潤滑性を高めて耐磨耗性の向上を図り、しかも接触信頼性が良好であるめっき材料である。
このような特性を有しているため、例えば電気・電子部品の摺動型や回転型の接点・スイッチの材料として好適なめっき材料である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のめっき材料は、ＡｇまたはＡｇ合金からなる表面めっき層が形成され、その少なくとも表層部に潤滑性粒子を有するものである。
【００１７】
本発明のめっき材料の好ましい実施態様は、図１及び２の概略断面図で示したように、導電性基材１の上に形成された表面めっき層２の表層部に、潤滑性粒子３を分散した複合めっき層を有するものである。ここで、表層部とは、その範囲が特に限定されるものではないが、外表面から表面めっき層２全体の５０％未満の厚さの部分であることが好ましく、外表面から表面めっき層２全体の３０％未満の厚さの部分であることがさらに好ましい。
【００１８】
図１は、表面めっき層２の全体が潤滑性粒子３を分散した複合めっき層である場合の模式図である。また、図２は、表面めっき層２の外表面近くで潤滑性粒子３の分散濃度が高い複合めっき層となる場合の模式図である。
なお、導電性基材１と表面めっき２層との間には、図３の概略断面図に示すように必要に応じて下地層４を少なくとも１層形成してもよい。
【００１９】
導電性基材１の材料は格別限定されるものではなく、例えば接続コネクタとしての用途を考慮し、要求される機械的強度、耐熱性、導電性に応じて、例えば、純銅；リン青銅、黄銅、洋白、ベリリウム銅、コルソン合金のような銅合金；純鉄；ステンレス鋼のような鉄合金；各種のニッケル合金；Ｃｕ被覆材料やＮｉ被覆材料のような複合材料などから適宜に選定すればよい。
また、導電性基材の形状としては、条材や線材などのいずれの形状でもよい。
【００２０】
これらの材料のうち、ＣｕまたはＣｕ合金が好ましい。なお、導電性基材１がＣｕ系材料でない場合は、その表面にＣｕまたはＣｕ合金のめっきを施してから実使用に供すると、めっき膜の密着性や耐食性が更に向上する。
【００２１】
表面めっき層２はＡｇまたはＡｇ合金で形成され、めっき材料としての電気接触特性、耐食性、はんだ付け性を確保するために設けられる。Ａｇ合金としては、例えば、ＡｇにＰｄ、Ｃｕ、Ｓｎの少なくとも１種を含有しているものが好適である。これらのＡｇ合金では、耐磨耗性を向上させることができる。
表面めっき層の厚さは０．５μｍ以上であることが好ましく、１〜５μｍであることがさらに好ましい。
【００２２】
表面めっき層２の表層部に潤滑性粒子を有するめっき材料としては、図１に示すような表面めっき層２を潤滑性粒子３を分散した複合めっき層としたもの、または図２に示すような表面めっき層２を複合めっき層としてその表層近くに潤滑性粒子３の分散濃度が高い複合めっき層としたものとして提供される。
【００２３】
図１に示すような、表面めっき層２の全体を複合めっき層としたものでは、表面めっき層が磨耗するたびに潤滑性粒子３が表層に露出して潤滑性を付与するため、磨耗量を低減して表面めっき層の厚みの全域にわたって耐磨耗性を維持することができる。
このようなめっき材料は、例えば基材１に表面めっき層２を形成する際に、潤滑性粒子を分散したＡｇまたはＡｇ合金めっき液中においてめっきを施すことにより、複合めっき層を形成して得られる。
【００２４】
図２に示すような表面めっき層２の表層近くで潤滑性粒子３の分散濃度が高い複合めっき層となるものでは、表面めっき層と下地層あるいは基材との界面には潤滑性粒子が含まれないため、めっき密着性や導電性に優れる。
このようなめっき材料は、例えば潤滑性粒子を分散したＡｇまたはＡｇ合金めっき液中において基材１に表面めっき層２を施す際に、単一のめっき槽中で撹拌速度や電流密度などのめっき条件を連続的に変化させることや、潤滑性粒子の濃度が異なる複数のめっき槽を用いて連続的にめっきすることにより、潤滑性粒子３の分散濃度が異なる複合めっき層を形成して得られる。
【００２５】
なお、表面めっき層２の表層に存在する潤滑性粒子３がプレス加工等の成型加工や部品加工時に破壊されぬように保護するため、潤滑性粒子３を分散した複合めっき層を形成した後に、表面めっき層の表層に薄い保護層を形成してもよい。保護層としてはＡｇまたはＡｇ合金からなるものが好ましい。
【００２６】
潤滑性粒子３としては、潤滑剤を内包するカプセル、硫化モリブデンのような固体潤滑剤などが挙げられる。潤滑性粒子３の粒径は０．２〜３μｍが好ましく、０．４〜１μｍがさらに好ましい。
潤滑性粒子３としては、潤滑剤を内包するカプセルが好ましい。潤滑剤を内包するカプセルを適用した場合、接点を摺動させるまでは潤滑剤はカプセル内で安定に保存されており、接点の摺動時に表面めっき層２が削れることでカプセルが表層に露出し、さらにカプセルが押し潰されて潤滑剤が放出されることにより、はじめて接点間の接触部に潤滑剤が供給される。
このため、表面めっき層２の表層全面に潤滑剤を塗布する場合と比べて、潤滑剤成分の経時的な品質劣化が抑制されるとともに、潤滑剤の供給量を制御して必要量の潤滑剤を摺動時にのみ放出することができる。
【００２７】
上記潤滑剤を内包するカプセルについては、以下にカプセル外壁の材質や潤滑剤の種類、カプセルの製造方法などの一例を記すが、それに限定されるものではない。
【００２８】
本発明におけるカプセルの外壁を構成する材料は、特に限定されないが、めっき液中で安定して使用できるものとして、耐酸、耐アルカリ性に優れ、めっき液温度（例えば、２０〜９０℃）以上の融点を有する有機高分子を用いることが望ましい。
このような材料としては、例えば、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリスチレン系などの有機高分子が好適である。
【００２９】
本発明におけるカプセルに内包される潤滑剤としては、一般に潤滑剤として使用されている物質を使用することができるが、電気的接続を図る用途で用いられることを考えると、接触抵抗への影響が少ない潤滑剤を用いることが望ましい。
このような潤滑剤としては、例えば、パラフィン系やオレフィン系の鉱物油や合成油、高級アルコールや多価アルコールやエーテル類、高級脂肪酸やそのエステル類、液状または固形ワックスなどから選ぶことができる。
【００３０】
カプセルの形状は、例えば、球状、楕円体状などが挙げられる。
めっき浴中に分散させるカプセルの粒径が大きくなると、めっき皮膜中に安定して分散させることが困難となり、かつ、めっき皮膜中に共析した場合に導電性などのめっき皮膜の特性が低下するため、カプセルの粒径は３μｍ以下であることが好ましい。
ただし、複合めっき層の厚さが３μｍよりも薄い場合には、めっき皮膜中における分散状態やめっき皮膜特性への影響を考慮し、カプセル粒径を１μｍ以下とすることが特に望ましい。
また、上記のカプセルの粒径は、球状以外の形状のもの、例えば、楕円体状のものでは長径を意味する。
【００３１】
マイクロカプセルを製造する技術については、一般に知られている方法を用いることができ、例えば界面重合法、懸濁重合法、分散重合法、液中乾燥法やコアセルベーション法等があげられる。
このうち、めっき皮膜への共析が用意となる微細なカプセルが得やすい、界面重合法や液中乾燥法が好適である。
【００３２】
潤滑剤を内包するカプセルを金属めっき皮膜中に共析させるためには、カチオン系、アニオン系、ノニオン系などの界面活性剤が使用されるが、めっき液中にカプセルを分散して、めっき皮膜中に共析させ得るものであれば、いずれの界面活性剤を使用してもよい。
【００３３】
複合めっき層中における潤滑性粒子（好ましくは上記カプセル）の共析量は、１〜３０体積％の範囲内に設定されていることが好ましい。共析量が少なすぎると潤滑効果が十分に発揮されなくなり、また多すぎる場合には接点部における導電性を阻害するからである。潤滑性と導電性の観点からは共析量が５〜１５体積％であることが好ましい。
本発明においては、複合めっき層中に共析されるカプセルの共析量は、めっき液中のカプセル濃度の他に、電流密度、撹拌速度、界面活性剤の濃度により調節することができる。
【００３４】
潤滑性粒子の他に、表面めっき層の硫化を防止する耐硫化性粒子を共存させることにより、硫化皮膜の形成を防止して接触信頼性の向上が得られる。
この耐硫化性粒子は、潤滑性粒子と別の粒子としてもよく、潤滑性と耐硫化性とを兼ね備えた一つの粒子としてもよい。また、潤滑性粒子と同様に、耐硫化性粒子も耐硫化剤を内包するカプセルとすることが望ましい。
このような耐硫化剤としては、例えば、メルカプタン類やイミダゾール類、チアゾール類のような含硫黄化合物があげられる。
【００３５】
導電性基材１の上部に形成される下地層４は、導電性基材１と表面めっき層２との密着性を向上させるとともに、基材成分が表層側に熱拡散することを防止するバリア層としても機能する。この下地層４に融点が１０００℃以上の高融点金属を用いた場合、一般に接点やスイッチが受ける２００℃以下の熱履歴においては、下地層４は熱拡散を起こしにくく、基材成分が表層側に熱拡散することを有効に防止する。
高融点金属のうち、価格の点やめっき処理が行いやすい点などから、Ｃｕ、Ｎｉ、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）が好適である。また、これらの元素を含む合金めっき層やめっき後に熱処理して合金化した化合物層も同様に有効であり、例えば、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｐ、Ｃｏ−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｆｅなどをあげることができる。
【００３６】
また、下地層４は、必要に応じて成分や特性の異なる層を２層以上積層してもよい。例えば、基材１の上部に第一の下地層としてＮｉ層を設け、その上部に第二の下地層としてＣｕ層を設け、さらにその上部に表面めっき層２を設けることができる。
このようなめっき材料では下地層と表面めっき層の密着性の向上が得られる。
【００３７】
基材成分の熱拡散を防止する目的において、下地層４の厚みは０．１〜２μｍの範囲内に設定されていることが好ましい。この下地層４の厚みが薄すぎると上記効果は十分に発揮されなくなり、また必要以上に厚くしても上記効果が飽和するからである。
上記した基材成分の表層側への拡散防止効果を十分に発揮させるためには、下地層４の厚さは０.２５μｍ以上が望ましい。しかし、厚い場合には成型加工時に加工割れを起こす場合もあるため、加工性を考慮して厚みを１μｍ以下とすることが望ましい。
【００３８】
上記のめっき材料は、電気・電子部品に用いられている従来の金属材料に代えて用いることができ、特に、摺動性や耐磨耗性に優れ、接触信頼性の高いので、摺動型や回転型の接点またはスイッチの材料として好適に用いることができる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明について実施例に基づきさらに詳細に説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
各実施例で作製した各めっき材料について、摩擦係数、接触抵抗、密着性、耐久性、曲げ加工性、耐硫化性の評価を実施した。評価方法は次の通りである。
【００４０】
摩擦係数：
バウデン型摩擦試験機を用いて、導電性基材の表面を摺動させた際の往復１００回摺動後の動摩擦係数を評価した。測定条件は、荷重０．９８Ｎ（１００ｇｆ）、摺動距離１０ｍｍ、摺動速度１００ｍｍ／分とした。相手材は３ｍｍＲの鋼球プローブを用いた。
【００４１】
接触抵抗：
定電流通電時の電圧を測定することにより評価した。先端が５ｍｍＲのＡｇプローブを荷重０．４９Ｎ（５０ｇｆ）で接触させ、１０ｍＡ通電時の電圧を測定し、ｎ＝１０の平均値より接触抵抗を算出した。なお、測定は初期および３５０℃×１時間加熱後に実施した。
【００４２】
密着性：
めっき表面からクロスカットを施し、テープピール試験により評価した。クロスカット後のめっき表面に、粘着テープ（寺岡製作所６３１Ｓ）を貼り付けて引き剥がした際に、めっき皮膜の剥離が見られないものを○、剥離が見られたものを×として評価した。
【００４３】
耐久性：
往復１００回摺動後に、摺動部における基材または下地層の露出が見られるかを評価した。摺動部を４５０倍でマイクロスコープ観察し、基材や下地層の露出が見られないものを○、露出が見られたものを×として評価した。
【００４４】
曲げ加工性：
導電性基材の圧延方向と直角に９０°曲げ（０．２Ｒ）を施し、曲げ部におけるめっき皮膜の割れにより評価した。曲げ部について５００倍でＳＥＭ観察し、めっき皮膜に割れが見られないものを○、割れが見られたものを×として評価した。
【００４５】
耐硫化性：
往復１００回摺動後に硫化試験を行い、摺動部において表面めっき層の変色が見られるかを評価した。硫化試験後に摺動部を４０倍で顕微鏡観察し、変色の見られないものを○、変色が見られたものを×として評価した。
【００４６】
［実施例１］
本発明例１〜１９、比較例１〜７
表１に示す化学成分組成の銅または銅合金を鋳造、圧延、焼鈍を行い厚さ０．２ｍｍの純銅（Ｃ１０２０：基材Ａ）、黄銅（Ｃ２６００：基材Ｂ）、リン青銅（Ｃ５２１０：基材Ｃ）、コルソン系合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ：基材Ｄ）を作製した。これらの基材にめっき前処理として脱脂処理および酸洗処理を順次施し、その後必要に応じて下地層の形成を行い、表面めっき層および複合めっき層の形成を順次施して、めっき材料を作製した。各層を形成する際のめっき条件については表２に、作製しためっき材料については表３に示した。なお、本実施例では、潤滑性粒子を含有しない表面めっき層を単に「表面めっき層」と表記し、潤滑性粒子が分散された表面めっき層である「複合めっき層」とは区別して表記する。
【００４７】
前記脱脂処理は、クリーナー１６０Ｓ（メルテックス社製）を６０ｇ／ｌ含む脱脂液中において、液温６０℃で電流密度２．５Ａ／ｄｍ２の条件で３０秒間カソード電解して行った。また、前記酸洗処理は、硫酸を１００ｇ／ｌ含む酸洗液中に室温で３０秒間浸漬して行った。
【００４８】
複合めっき層の形成においては、表２のＡｇめっき浴に潤滑性粒子を表３に示す共析量に対応させた量を添加しためっき液を用い、同様のめっき条件にてめっきを施した。なお、めっき液中において潤滑性粒子を安定して分散させるために、非イオン性の界面活性剤（ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル）を適宜用いた。
潤滑性粒子としては、界面重合法によりポリアミド系の外壁を形成し、内部にパラフィン系潤滑剤を内包するカプセルを用いた。一部のカプセルでは、潤滑剤に加えて耐硫化剤（２−メルカプトベンゾイミダゾール）を合わせて内包するものとした。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】
なお、複合めっき層の表面からマイクロカプセルが露出した場合には、めっき層表面からカプセル頂点までの高さは、表３における複合めっき層の厚さに含まれない。
【００５３】
作製した各めっき材料について、摩擦係数、接触抵抗、密着性、耐久性、曲げ加工性の評価を実施した。一部のめっき材料においては、摺動後に硫化試験を行い、耐硫化性の評価を実施した。これらの評価結果を表４に示す。
【００５４】
【表４】
【００５５】
表４に示されるように、本発明例のめっき材料はいずれも密着性、耐久性に優れ、しかも摺動性および接触信頼性が良好であった。下地層にＮｉ層を形成した実施例１３〜１５では熱処理後の接触抵抗が低かった。また、耐硫化剤を含む実施例５では耐硫化性に優れていた。
これに対して、表層部に潤滑性粒子を有しない比較例１では、摩擦係数が高く、摺動性に劣るものであった。また、表面めっき層の厚さが薄すぎる比較例２では耐久性、加熱後の接触抵抗が劣るものとなった。マイクロカプセルの粒径が大きすぎる比較例３では接触抵抗値、密着性、耐久性に劣るものとなった。マイクロカプセルの共析量が少なすぎる比較例４では摩擦係数が高く、耐久性に劣るものとなった。マイクロカプセルの共析量が多すぎる比較例５では接触抵抗値、密着性、曲げ加工性に劣るものとなった。下地層の厚さが薄すぎる比較例６では熱処理後の接触抵抗値が下地層を形成しない場合と同程度であった。下地層の厚さが厚すぎる比較例７では曲げ加工性に劣るものであった。
【００５６】
［実施例２］
本発明例２１〜３９、比較例１１〜１８
表１に示す化学成分組成の銅または銅合金を鋳造、圧延、焼鈍を行い厚さ０．２ｍｍの純銅（Ｃ１０２０：基材Ａ）、黄銅（Ｃ２６００：基材Ｂ）、リン青銅（Ｃ５２１０：基材Ｃ）、コルソン系合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ：基材Ｄ）を作製した。これらの基材にめっき前処理として脱脂処理および酸洗処理を順次施し、その後必要に応じて下地層の形成を行い、表２に示したＡｇまたはＡｇ合金のめっき浴に潤滑性粒子を添加しためっき浴中において電流密度を連続的に変化させてめっきを施し、図２に示す複合めっき材料を作製した。各層を形成する際のめっき条件については表２に、作製しためっき材料については表５に示した。
なお、めっき前処理や複合めっきの方法、カプセルの作製方法については実施例１と同様にした。
【００５７】
表５において、複合めっき層におけるカプセルの共析量については、複合めっき層の表層および最下層（下地層または基材との界面付近）における数値を記した。
作製した各めっき材料について、実施例１と同様に摩擦係数、接触抵抗、耐久性、密着性の評価を実施した。一部のめっき材料においては、摺動後に硫化試験を行い、耐硫化性の評価を実施した。これらの評価結果を表６に示す。
【００５８】
【表５】
【００５９】
【表６】
【００６０】
表６に示されるように、本発明例のめっき材料はいずれも密着性、耐久性に優れ、しかも摺動性および接触信頼性が良好であった。下地層にＮｉ層を形成した実施例３３〜３５では熱処理後の接触抵抗が低かった。また、耐硫化剤を含む実施例２５では耐硫化性に優れていた。
これに対して、表層部に潤滑性粒子を有しない比較例１１では、摩擦係数が高く、摺動性に劣るものであった。また、表面めっき層の厚さが薄すぎる比較例１２では耐久性、加熱後の接触抵抗が劣るものとなった。マイクロカプセルの粒径が大きすぎる比較例１３では接触抵抗値、密着性、耐久性に劣るものとなった。マイクロカプセルの共析量が少なすぎる比較例４では摩擦係数が高く、耐久性に劣るものとなった。マイクロカプセルの共析量が多すぎる比較例５では接触抵抗値、密着性、曲げ加工性に劣るものとなった。マイクロカプセルの共析量が表層および最下層で変わらない比較例１６では、密着性、曲げ加工性が劣るものであった。下地層の厚さが薄すぎる比較例１７では熱処理後の接触抵抗値が下地層を形成しない場合と同程度であった。下地層の厚さが厚すぎる比較例１８では曲げ加工性に劣るものであった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のめっき材料の実施態様を示す断面の模式図である。
【図２】本発明のめっき材料の他の実施態様を示す断面の模式図である。
【図３】本発明のめっき材料の他の実施態様を示す断面の模式図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 導電性基材
２ 表面めっき層
３ 潤滑性粒子
４ 下地層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基材の表面に、銀または銀合金からなる表面めっき層が形成され、当該表面めっき層の少なくとも表層部に潤滑性粒子を有することを特徴とするめっき材料。
【請求項２】
前記表面めっき層が、前記潤滑性粒子を分散した複合めっき層を有することを特徴とする請求項１に記載のめっき材料。
【請求項３】
前記複合めっき層が、外表面に近いほど前記潤滑性粒子の分散濃度が高いことを特徴とする請求項２に記載のめっき材料。
【請求項４】
前記潤滑性粒子が、潤滑剤を内包するカプセルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のめっき材料。
【請求項５】
前記潤滑剤を内包するカプセルの粒径が、３μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載のめっき材料。
【請求項６】
前記潤滑剤を内包するカプセルの複合めっき層中における共析量が１〜３０体積％であることを特徴とする請求項４記載のめっき材料。
【請求項７】
前記表面めっき層の表層部に、前記潤滑性粒子に加えて耐硫化性粒子を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のめっき材料。
【請求項８】
前記導電性基材と前記表面めっき層の間に、少なくとも１層の下地層を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のめっき材料。
【請求項９】
前記下地層は、銅、ニッケル、コバルト、もしくは鉄、またはこれらの元素を含む合金からなる層が少なくとも１層設けられて構成されたことを特徴とする請求項８に記載のめっき材料。
【請求項１０】
前記下地層の厚さが０．１〜２μｍであることを特徴とする請求項８記載のめっき材料。
【請求項１１】
前記表面めっき層の厚さが０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のめっき材料。
【請求項１２】
銀または銀合金に潤滑性粒子を分散した複合めっき層を、電気めっきにより形成することを特徴とするめっき材料の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のめっき材料を用いて形成された電気・電子部品。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のめっき材料を用いて形成された摺動型または回転型の接点またはスイッチ。
【請求項１】
導電性基材の表面に、銀または銀合金からなる表面めっき層が形成され、当該表面めっき層の少なくとも表層部に潤滑性粒子を有することを特徴とするめっき材料。
【請求項２】
前記表面めっき層が、前記潤滑性粒子を分散した複合めっき層を有することを特徴とする請求項１に記載のめっき材料。
【請求項３】
前記複合めっき層が、外表面に近いほど前記潤滑性粒子の分散濃度が高いことを特徴とする請求項２に記載のめっき材料。
【請求項４】
前記潤滑性粒子が、潤滑剤を内包するカプセルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のめっき材料。
【請求項５】
前記潤滑剤を内包するカプセルの粒径が、３μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載のめっき材料。
【請求項６】
前記潤滑剤を内包するカプセルの複合めっき層中における共析量が１〜３０体積％であることを特徴とする請求項４記載のめっき材料。
【請求項７】
前記表面めっき層の表層部に、前記潤滑性粒子に加えて耐硫化性粒子を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のめっき材料。
【請求項８】
前記導電性基材と前記表面めっき層の間に、少なくとも１層の下地層を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のめっき材料。
【請求項９】
前記下地層は、銅、ニッケル、コバルト、もしくは鉄、またはこれらの元素を含む合金からなる層が少なくとも１層設けられて構成されたことを特徴とする請求項８に記載のめっき材料。
【請求項１０】
前記下地層の厚さが０．１〜２μｍであることを特徴とする請求項８記載のめっき材料。
【請求項１１】
前記表面めっき層の厚さが０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のめっき材料。
【請求項１２】
銀または銀合金に潤滑性粒子を分散した複合めっき層を、電気めっきにより形成することを特徴とするめっき材料の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のめっき材料を用いて形成された電気・電子部品。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のめっき材料を用いて形成された摺動型または回転型の接点またはスイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２４８２９５（Ｐ２００８−２４８２９５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８９８３１（Ｐ２００７−８９８３１）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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